针对循环频率误差的稳健CAB算法

当循环频率估计存在误差时,循环自适应波束形成算法的性能会显著下降。针对这一不足,本文提出了对循环频率误差稳健的循环自适应波束形成算法。仿真实验表明,当存在循环频率误差时,本文提出的算法性能接近没有循环频率误差时循环自适应波束形成算法的性能。     

存在循环频率误差时的盲自适应波束形成

绝大多数通信信号都具有循环平稳特性，利用信号的循环平稳特性可以进行真正的盲自适应波束形成，例如CAB类算法以及基于特征空间的盲波束形成算法^[3]。但当循环频率存在误差时，上述算法的性能将急剧下降。本文提出一种改进算法，在估计循环相关短阵时引入遗忘因子可以大大降低算法对循环频率误差的敏感性，计算机仿真验证了理论分析的正确性。     

基于WCPO准则的鲁棒四阶累积量盲波束形成算法

基于边界误差性能最优准则(WCPO)的鲁棒性方法是波束形成算法领域内的最新研究热点,本文将该鲁棒性方法与基于高阶累积量的盲波束形成算法相结合,提出了一种新的改进鲁棒性的四阶累积量盲波束形成算法,即WCPO-RCUM算法.该新算法相较于采用传统对角线加载技术的高阶累积量盲波束形成算法RCUM而言,进一步提高了稳健性和输出信干噪比.计算机仿真验证了该算法的可行性和有效性.     

基于多普勒信号的盲自适应波束形成技术

本文相控阵多普勒雷达盲自适应波束形的问题,利用信号的多普勒信息,提出了一种新的盲自适应波束形成方法。     

遗忘因子法改善盲自适应波束形成性能

绝大多数通信信号都具有循环平稳特性,利用信号的循环平稳特性可以进行真正的盲自适应波束形成,CAB类算法就是其中的一种,它的运算量较小,但鲁棒性不够强。文献中提到一种基于特征空间的盲波束形成算法,该算法将估计的导向矢量约束在信号子空间,提高了算法的收敛速度和鲁棒性。但当循环频率存在误差时,上述算法的性能将急剧下降。本文提出一种改进算法,在估计循环相关矩阵时引入遗忘因子可以大大降低算法对循环频率误差的敏感性,计算机仿真验证了理论分析的正确性。     

线性FMCW雷达动目标一维距离像运动补偿

线性FMCW雷达是一种高距离分辨率雷达,运动补偿是其实现距离高分辨率的核心技术.采用多重复频率波形,提出一种多普勒频率串算法,从模糊的速度估计中恢复目标的真实速度,采用运动补偿得到高分辨的距离估计.同时为解决多目标分辨的问题,采用一种基于目标均方误差的配对算法.仿真结果表明多普勒频率串算法较中国余数理论对速度估计的性能有了明显的提高,充分说明了DFC算法的有效性.     

一种稳健的周期平稳信号的盲波束形成算法

因为不需信号个数和导向向量等任何参考信息,基于周期平稳信号的盲波束形成算法在信号处理领域得到非常广泛的应用,然而这类方法是建立在循环频率准确已知基础上的,在实际应用中往往不是如此,循环频率的估计误差将导致算法性能变差,为了改进这点不足,在传统的循环自适应波束形成(CAB)算法的基础上,提出了一种改进的 CAB 盲波束形成算法,经理论分析和计算机仿真,证明了该算法是有效的.     

基于四阶累积量的稳健盲波束形成算法

基于四阶累积量的盲波束形成算法在估计有用信号方向向量时存在估计误差,导致其构造的最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器性能降低.针对此问题,借鉴子空间正交投影思想,提出一种基于四阶累积量的稳健盲波束形成算法.与原算法相比,稳健算法可有效提高有用信号方向向量的估计精度,改进算法的波束形成性能.计算机仿真验证了稳健算法的有效性.     

一种新的频域盲语音分离排序算法

针对频域盲源分离过程中存在的排序模糊性问题,提出了一种新的解决方法.该方法将整个频段分为低频、中频和高频三个部分.在低频段采用比较不同频率点间幅度相关系数大小的排序算法,在中频段采用基于波束形成方位估计的排序算法,在高频段采用比较幅度相关系数大小和波束形成相结合的排序方法.实验中采用评价盲分离算法性能的工具箱BSS_EVAL作为评价标准,仿真结果表明,该排序算法的分离性能大大优于单独采用比较幅度相关系数大小的排序算法和单独基于波束形成方位估计的排序算法.     

一种QAM信号多普勒参数盲估计方法

在卫星移动通信中,卫星相对地面接收站的高速运动导致接收信号存在时变多普勒频率,给正交幅度调制(QAM)信号的载波同步带来了极大困难.现有的多普勒参数估计方法多利用导频等先验信息,适用于移相键控(PSK)信号.但在估计多普勒频率变化率时假设多普勒频率较小,不符合实际情况,且现有方法无法估计较大的多普勒频率,另外在非协作通信下先验信息难以获得.对此,本文提出了一种针对高阶QAM信号的多普勒参数盲估计方法.将信号盲去调制后,利用瞬时频率估计函数,可在较大的多普勒频率下估计出多普勒频率变化率;通过检测信号四倍频率处的循环频率,实现了多普勒频率盲估计;最后利用arg运算求出初相.详尽的Monte Carlo仿真分析了方法的估计性能,仿真结果表明,所提方法能有效实现QAM信号的多普勒参数盲估计.     

An iterative algorithm for Doppler spread estimation in LOS environments

An iterative algorithm is proposed to estimate the maximum Doppler frequency in a line-of-sight (LOS) environment. While the autocorrelation function of a Rayleigh fading signal depends only on the maximum Doppler frequency, that of a Rician fading signal is also related to the K factor and the angle of arrival (AOA) of the LOS component. The performance of conventional Doppler spread estimators based on the Rayleigh fading assumption degrades in LOS environments due to the autocorrelation function mismatch. The proposed estimator estimates the Rician K factor first, then iteratively estimates the Doppler spread and the AOA of the LOS component. The performance degradation due to channel parameter variations is investigated by means of matching the autocorrelation functions. The simulation results indicate that the proposed estimator is not only superior to the conventional autocorrelation-based Doppler spread estimator but also robust to the channel parameter variation in both LOS and non-LOS environments.     

编码信号的脉冲压缩补偿技术

相位编码信号对多普勒敏感,不能很好地实现脉冲压缩。在分析多普勒失配对相位编码信号脉压影响的基础上提出一种多普勒补偿的方法来实现脉压,这种方法很好地解决了相位编码信号对多普勒的敏感性。通过在某雷达信号处理机实际工程中的应用表明:该方法算法实现简单,脉压性能好,完全能满足工程应用的要求。     

基于二分搜索的宽带多普勒模型信号捕获方法

针对深空通信等超高动态低信噪比通信场景中,传统信号捕获方法存在着动态范围不足、精确度不够以及使用窄带多普勒模型导致对接收信号近似精确度不高的问题,提出一种基于二分搜索的接收端采样率调整方法。使用宽带多普勒模型对接收信号进行建模,并使用扫频余弦类信号进行多普勒频偏估计和定时估计,处理多普勒伸缩后的信号与本地信号采样率不匹配的问题。对所提方法进行同步性能仿真,仿真结果表明,所提方法采用正反扫频线性调频(UD-LFM)信号,能在信噪比为-49 dB、最大多普勒频偏为2 MHz的条件下,多普勒频偏估计误差小于400 Hz,定时估计误差不超过60 ns。相比不使用本文所提方法进行直接捕获,本文所提方法具有更高的捕获精确度以及更低的信噪比门限。     

一种快速消除多普勒频移对脉压影响的算法

针对多普勒频移带来脉压失配问题,为克服现有算法运算量大且占用大量存储空间的弊端,文中提出一种快速消除多普勒频移对数字脉压(DPC)影响的算法。该算法基于傅里叶变换性质,利用单向循环链表技术,对无多普勒频率时的匹配滤波系数表重新选址。仿真结果表明,新算法在大多普勒频移时信噪比损失小,且不会增加运算量和存储空间,具有很高的应用价值。     

m—序列编码连续波信号的Doppler补偿

在相位编码脉冲压缩技术中,各种码都存在着多卜勒失配的问题。本文根据m-序列码的移位相乘性质,提出了一种扩展m-序列编码连续波信号多卜勒频移容限带宽的方法,并分析了该方法的多卜勒失配性能。该方法降低了旁瓣电平对多卜勒频移的敏感性,与传统编码信号的处理方法相比,具有较大的多卜勒容限带宽。经计算机模拟,证实了该方法的有效性。     

一种稳健的循环平稳信号波达方向估计算法

利用周期平稳特性可以提高波达方向的估计性能,BFat算法对循环频率误差较为敏感。分析了周期频率误差对BFat算法估计性能的影响,提出一种稳健的循环平稳信号波达方向算法RIBF-at,仿真结果表明,所提的RIBF-at算法对循环频率误差有较强的顽健性。     

A FREQUENCY OFFSET ESTIMATION AND COMPENSATION ALGORITHM FOR K/Ka-BAND COMMUNICATIONS

This paper presents a new open-loop technique for estimating and correcting Doppler frequency shift in K/Ka-band communication systems with special reference to the advanced communications technology satellite (ACTS) mobile terminal (AMT) modem, which utilizes square-wave pulse-shaped, binary differential phase shift-keyed (DPSK) modulation. The novelty of this estimation scheme is that it exploits the Doppler-induced phase shift over a fraction of a symbol interval to provide an estimate of the Doppler offset, without requiring symbol synchronization. Furthermore, by utilizing time-differential detection (delay-and-multiply), the proposed technique can tolerate much larger frequency offsets than existing open- or closed-loop techniques. Analytical results are provided for the variance of the above estimator and the error probability performance of the AMT is evaluated in the presence of the Doppler correction. Practical design considerations are also discussed, including a method for modifying the front end, digital bandlimiting filter in such a way that Doppler bias effects in the new estimator are eliminated. Simulation results reveal that, in general, performance improves with increasing data rates, i.e., the new frequency offset estimation/compensation algorithm induces a degradation from ideal of approximately 1 dB at a 6 dB energy per data symbol (bit) and a 2⋅4 kbps data rate. However, there is no appreciable degradation when the data rate is increased to 9⋅6 or 19⋅2 kbps.     

基于插值的多普勒频偏和频率斜升联合估计算法

为解决卫星移动通信系统中突发传输在低信噪比条件下的载波快速同步问题,该文提出一种基于插值的频偏和频率斜升联合估计算法。先通过对多普勒斜升搜索结合低复杂度频偏估计获得频偏和频率斜升的粗估计结果,再以频率斜升粗估计结果为中心、计算3个频率斜升值所对应的对数似然函数并据此对频率斜升进行二次插值以获得频率斜升估计值,最后在该估计值下计算出对应的频偏估计值,完成频偏和频率斜升的联合估计。仿真结果表明,该文算法的信噪比门限较低,估计性能接近克拉美罗下界(CRLB),而且计算复杂度远低于最大似然估计算法,非常适于实际应用。     

基于动态优化的非线性调频信号设计

由于非线性调频信号(NLFM)无需加权就可获得很高的主副瓣比,没有加权失配所引起的信噪比损失,在雷达系统中,得到广泛的应用.本文采用改进的动态优化法对某雷达大时宽、小压缩比、高多普勒频率非线性调频信号进行优化设计.获得高的主副瓣比、小的主瓣展宽系数和宽的多普勒容限,改善了脉压的性能.     

非正侧视阵机载雷达杂波抑制算法研究

非正侧视阵机载雷达的空时二维杂波谱随距离的变化而变化,即在距离维是非均匀的,因此不能直接由邻近距离单元估计杂波协方差矩阵。为了解决这种由距离依赖性引起的杂波特别是近程杂波的非均匀问题,该文对多普勒频移算法进行了改进,将经过多普勒频移补偿后的数据转换到阵元-多普勒域,在多普勒域进行空间频率补偿,提高其在主杂波区的性能。改进算法既充分利用了原算法简单,易于实现的特点,又克服了原算法在大偏航角下性能下降的缺陷,仿真结果验证了该算法的有效性。